∧型聚光雙軸跟蹤太陽能光伏發電裝置的製作方法
2023-04-28 08:26:21 1
專利名稱：∧型聚光雙軸跟蹤太陽能光伏發電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種太陽能發電裝置，屬於太陽能應用技術領域。
技術背景-
世界各國都在積極研究開發可再生能源技術，太陽能因取之不盡用之不 竭而尤為受到各國研究者的青睞，但因用於太陽能光伏發電的高純度的矽材 料緊缺且價格昂貴而使發電成本居高不下，所以制約著太陽能產業的推廣應 用。為此很多的科學工作者們在研究聚光和跟蹤裝置，以達到提高光伏電池 的利用率和太陽能的接收效率。
當前研究的聚光裝置主要分為平面鏡聚光，曲面鏡聚光和凸透鏡聚光三大
類，聚光比從幾倍到幾百倍，但2到3倍以上的聚光比使得光伏電池因溫度 高而必須改變傳統的封裝工藝，在光伏電池的背面不得不用片金屬或散熱進 行散熱，聚光比更高的光伏發電裝置，光伏電池的背面還必需增加循環水進 行冷卻，使得聚光發電裝置因解決散熱問題而使得生產工藝和結構複雜，從 而使得成本增加較大，有些非平面鏡的聚光方式因聚光不均勻而使得光伏電 池的發電效率不能得到充分的提高，反而因局部的熱點而降低光伏電池的使 用壽命。
發明內容
本發明目的在於通過低倍聚光和雙軸自動跟蹤使光伏組件的發電量增加， 從而降低太陽能光伏發電的成本。
為了實現以上目的，A型聚光雙軸跟蹤太陽能光伏發電裝置的A型反射 鏡聚光比只設計在1.3倍-2倍之間，是採用兩片平面反射鏡呈A型安裝，因 聚光比小，光伏電池所增加的溫度很低，在光伏電池和傳統封裝材料EVA等 承受的範圍以內，不需要採用金屬或散熱片作為光伏電池封裝的襯底和散熱 材料，只需要己經產業化的光伏組件，所以其成本較低，且可靠性好。
設有的雙軸跟蹤裝置，置於聚光和發電部分的重心附近，也正好在A型 反射鏡下的內部中間部位，使得跟蹤能耗很低，該裝置方位跟蹤角最大能達 到170° ，經本發明者理論計算，僅因跟蹤而增加的發電量為39%左右，如果 再加上A型聚光，增加發電量的計算示例如下
例如，設計A型反射鏡的頂角為60度，聚光比為1.5倍，則該發電裝置
3因聚光和跟蹤比使用相同面積固定安裝的光伏組件的發電量增加約(1+0. 39)
X1.5二2.085倍，扣去鏡面反射效率的影響和跟蹤能耗，發電量比平板固定式的光伏組件發電量仍增加約2倍，同時因其工藝可靠、結構簡單、易於清掃和散熱、聚光均勻和成本低等優點，具有較高的實用價值，易於推廣應用。
為了實現以上目的，本發明的技術方案是聚光部分採用兩個平面玻璃鏡
或金屬反射鏡呈A型安裝，兩塊光伏組件分別安裝在A型反射鏡兩斜面外側的底部。為了使照射在反射鏡上的太陽光能覆蓋在全部的光伏組件上，使光伏組件接受疊加的太陽能量均勻，所以設有雙軸跟蹤裝置。其有如下的兩個
實施方案
圖1為本發明實施例一
圖2為本發明實施例二
實施例一
如圖1所示，本實施例的A型聚光雙軸跟蹤太陽能光伏發電裝置，包括呈A型安裝的兩塊聚光反射鏡1，兩塊光伏組件2分別安裝在A型反射鏡1兩斜面外側的底部，A型反射鏡安裝於A型母線和東西方向平行，跟蹤裝置的箱體11上輸出垂直或交叉的方位轉軸6和仰角轉軸9，方位轉軸6安裝於南北方向。
方位方向的跟蹤是由時鐘速率的控制電路控制箱體11上的方位電機7轉動，電機7的轉動通過箱體內方位減速傳動鏈帶動方位轉軸6的轉動，方位轉軸6兩端緊固在手調鎖緊塊5上，手調鎖緊塊5固定在光伏組件支架3上，因此方位轉軸6的轉動也帶動光伏組件支架3、聚光反射鏡1、光伏組件2 —起做方位轉動，實現方位角白天跟蹤和夜晚返回。當初次安裝或因其它原因需要使光伏組件2在方位方向快速地對準太陽時，可鬆開手調鎖緊塊上的鎖緊螺絲4，進行手動快速調校。
仰角方向的跟蹤是由採集光伏組件的最大功率點控制電路控制箱體11上的仰角電機12轉動，電機12的轉動帶動箱體內仰角減速傳動鏈的轉動，因仰角轉軸9固定在支承叉10上，支承叉10又緊固在立柱13上，所以迫使箱體11和減速傳動鏈的部件繞仰角轉軸9轉動，此時光伏組件支架3、聚光反射鏡l、光伏組件2也一起做仰角方向的轉動，實現仰角跟蹤。當初次安裝或因其它原因需要使光伏組件2在仰角方向快速地對準太陽時，可鬆開支承叉上的鎖緊螺絲8，進行手動快速調校。
因太陽的方位運動為勻速運動，因而採用時間速率控制方位電機白天跟蹤和夜晚的自動返回，在方位轉軸上設計有下午跟蹤結束和夜間返回到早晨起始跟蹤位置的限位停止開關。因為太陽的仰角每天變化較小，並且其變化是非線性的，所以仰角方向的跟蹤採用採集最大功率點的跟蹤方式，可控制
仰角電機12運轉。
實施例二
如圖2所示，本實施例的基本原理和結構和實施例一相同，唯一不同的地
方在於A型反射鏡的安裝於A型母線和南北方向平行。此實施例比較實施例
一的缺點是，對於有些日照時間較長的地方，在早晨還沒開始跟蹤時就有了
太陽或下午跟蹤停止時仍然有太陽時，A型反射鏡就擋住了一側光伏組件的
太陽光線，影響組件的發電，而實施例一則沒有這種現象》
權利要求
1、一種∧型聚光雙軸自動跟蹤太陽能發電裝置，它是由∧型反射鏡1和兩塊太陽能光伏組件2以及雙軸自動跟蹤太陽裝置組成，其特徵在於兩片反射鏡1呈∧型安裝，其兩斜面外側底部各安裝兩塊太陽能光伏組件2，在∧型反射鏡內部安裝有雙軸自動跟蹤太陽裝置，雙軸自動跟蹤裝置由立柱13和支承叉10支撐和固定。
2、 根據權利要求1所述的A型聚光雙軸跟蹤太陽能光伏發電裝置，其特 徵在於所述的二維跟蹤太陽裝置的箱體11上輸出交叉或者垂直的方位轉軸 6和仰角轉軸9，方位轉軸6兩端通過鎖緊塊5固定在反射鏡和電池組件的支 架3上，在鎖緊塊上的設有鎖緊螺絲4，仰角轉軸9固定在支承叉10上，支 承叉上部也設有鎖緊螺絲8，支承叉緊固在立柱13上。
3、 根據權利要求1、 2所述的A型聚光雙軸跟蹤太陽能光伏發電裝置， 其特徵在於所述的二維跟蹤太陽裝置的箱體11上設有方位電機7和仰角電 機12，方位電機7通過箱體11內的減速傳動鏈最終和方位轉軸6相連，仰角 電機12通過箱體11內的另一條減速傳動鏈最終和仰角轉軸9相連，方位電 機7和仰角電機12的運轉由自動控制裝置進行控制。
4、 根據權利要求3所述的A型聚光雙軸跟蹤太陽能光伏發電裝置，其特 徵在於所述的二維跟蹤太陽裝置的自動控制裝置，對方位方向的白天跟蹤 和夜晚返回用時鐘速率的控制電路進行控制，對仰角方向的跟蹤用採集光伏 組件的最大功率點的電路進行控制。
全文摘要
本發明涉及一種∧型聚光雙軸自動跟蹤太陽能發電裝置，屬於太陽能利用領域，該裝置是由∧型反射鏡、太陽能電池板和安裝在∧型反射鏡內部的雙軸自動跟蹤裝置組成，太陽能電池板安裝在∧型反射鏡兩外側的底部。由於設有雙軸自動跟蹤裝置，使得照射在∧型反射鏡上的太陽光均勻覆蓋在太陽能電池板上，使太陽能電池板上的太陽輻射能量達到疊加，從而使光伏發電量增加。該裝置結構設計簡單、易於散熱和清掃、風阻小、整個結構近乎平衡的設計，而使得跟蹤能耗很低，由於用鏡片部分代替價格昂貴的光伏電池再加上設有自動跟蹤太陽的裝置，因而發電成本比較平板光伏發電裝置有較大幅度的降低。
文檔編號H02N6/00GK101471615SQ20071030261
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月28日 優先權日2007年12月28日
發明者盧育發, 倩 李 申請人:安徽電子信息職業技術學院;盧育發